(57)【要約】【課題】成形後に成形品からバリ除去を行う作業を実質的に不要とする燃料電池セパレータの製造方法およびその製造用金型を提供する。【解決手段】金型１０は、圧縮成形タイプであり、上金型１２、中金型１４および下金型１６で構成される。下金型１６には、刃物状先端部を有するカッター２４を備えた外周部打抜き部材２３が設けられる。材料が硬化完了するまでの間に、材料の成形品の外周縁となる部分と金型の境界にカッター２４を進入させて材料の外周部を打抜く。【選択図】図１
2006244778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形材料を金型で成形して燃料電池セパレータを製造する方法において、
該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分と該金型の境界にカッターを進入させて該材料の外周部を打抜くことを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項２】
成形材料を、上金型、中金型および下金型で構成される金型で圧縮成形して燃料電池セパレータを製造する方法において、
該上金型の側面該中金型の側面の間に形成される、キャビテイに連通する第一の隙間よりも、該中金型の下面と該下金型の上面の間に形成される、キャビテイに連通する第二の隙間を大きく形成した金型を用い、
該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分と該第二の隙間との境界にカッターを進入させて該材料の外周部を打抜くことを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法。  
【請求項３】
成形材料を、金型で成形して燃料電池セパレータを製造する方法において、
該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分よりも内側にカッターを進入させて該材料の外周部をカットするように打抜くことを特徴とする燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項４】
前記カッターが刃物状先端部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池セパレータの製造方法。
【請求項５】
成形材料を成形して燃料電池セパレータを製造する燃料電池セパレータ製造用金型において、
該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分と該金型の境界にカッターを進入させて該材料の外周部を打抜くカッター部材を、該上金型および該下金型の少なくともいずれか一方に設けてなることを特徴とする燃料電池セパレータ製造用金型。  
【請求項６】
成形材料を成形して燃料電池セパレータを製造する、少なくとも上金型および下金型を備えた燃料電池セパレータ製造用金型において、
該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分よりも内側にカッターを進入させて該材料の外周部をカットするように打抜くカッター部材を、該上金型および該下金型の少なくともいずれか一方に設けてなることを特徴とする燃料電池セパレータ製造用金型。  
【請求項７】
前記カッターが刃物状先端部を有することを特徴とする請求項５または６記載の燃料電池セパレータ製造用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池セパレータの製造方法およびその製造用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用コージェネ装置や自動車搭載用途等に利用される燃料電池が注目されている。燃料電池は、化学エネルギーを熱エネルギーに変換することなく直接電気エネルギーにして利用するものであり、通常、水素および酸素の反応によって電気を取出す。燃料電池には、リン酸型燃料電池、固体電解質型燃料電池および固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）等いくつかの方式がある。
【０００３】
それぞれの方式の燃料電池において、燃料電池セパレータ（以下、これを単にセパレータということがある。）が使用されている。セパレータは、電極や、水素を選択的に透過する電解質層等とともに単位セルを構成する。供給する水素および酸素のリークやセパレータ内での混合を防止するためにガスケット等によって各部材間がシールされる。１個の単位セルは電気出力が小さいため、この単位セルを多数積層したスタックが使用される。
【０００４】
セパレータには、ガスの流路となる溝が多数形成されるとともに、通常セパレータの周縁にガスを外部から導入するための貫通孔（以下、これを単に孔ということがある。）が形成される。セパレータは、燃料電池の集電体として機能するため、例えば２０ｍΩ・ｃｍ以下の高い導電性が要求される。セパレータには、さらに、気体透過性、耐酸化性、耐加水分解性、耐熱水性、生成した水を効果的に排水するための親水性等の機能も要求される。
【０００５】
近年、これらセパレータの材料としては、炭素材料系、金属系、導電性ポリマー系など多岐に亘る材料が検討されている。
これらの材料のなかで、導電性や耐熱性等の特性に優れる炭素材料系が広く用いられている。炭素材料系には、黒鉛・樹脂コンパウンド系、膨張黒鉛系、シート状炭素系、ガラス状炭素系など種々のものがある。
【０００６】
これらの炭素材料系セパレータ材料の中で、黒鉛・樹脂コンパウンド系の材料は、成形し易く量産に向いていると考えられる。
【０００７】
この場合、材料が、極高温でないと溶融しない黒鉛を含むコンパウンド系であり、ほとんど流動しないために、製造技術として、材料を加熱、溶融して流動状態とし、閉じた金型に圧入して成形する射出成形法等の成形技術は採用されていない。
【０００８】
このため、金型を開いて材料を充填した後、金型を締めて、加圧、加熱して成形する圧縮成形技術が一般的に採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来の燃料電池セパレータの製造方法は、他の一般的な成形技術の場合と同様に、成形後に成形品からバリを除去する煩雑な作業が必要になる。そして、バリ除去方法は、通常、ほとんどが手作業であり、例え自動装置を開発しても、セパレータの形状毎に装置が必要となり、非常にコストアップとなる。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、成形後の成形品からのバリ除去作業を実質的に不要とする燃料電池セパレータの製造方法およびその製造用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法は、成形材料を金型で成形して燃料電池セパレータを製造する方法において、該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分と該金型の境界にカッターを進入させて該材料の外周部を打抜くことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法は、成形材料を、上金型、中金型および下金型で構成される金型で圧縮成形して燃料電池セパレータを製造する方法において、  該上金型の側面該中金型の側面の間に形成される、キャビテイに連通する第一の隙間よりも、該中金型の下面と該下金型の上面の間に形成される、キャビテイに連通する第二の隙間を大きく形成した金型を用い、該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分と該第二の隙間との境界にカッターを進入させて該材料の外周部を打抜くことを特徴とする。  
【００１３】
また、本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法は、成形材料を、金型で成形して燃料電池セパレータを製造する方法において、該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分よりも内側にカッターを進入させて該材料の外周部をカットするように打抜くことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法は、前記カッターが刃物状先端部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法は、成形材料を成形して燃料電池セパレータを製造する燃料電池セパレータ製造用金型において、該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分と該金型の境界にカッターを進入させて該材料の外周部を打抜くカッター部材を、該上金型および該下金型の少なくともいずれか一方に設けてなることを特徴とする。  
【００１６】
また、本発明に係る燃料電池セパレータ製造用金型は、成形材料を成形して燃料電池セパレータを製造する、少なくとも上金型および下金型を備えた燃料電池セパレータ製造用金型において、該材料が硬化完了するまでの間に、該材料の成形品の外周縁となる部分よりも内側にカッターを進入させて該材料の外周部をカットするように打抜くカッター部材を、該上金型および該下金型の少なくともいずれか一方に設けてなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る燃料電池セパレータ製造用金型は、前記カッターが刃物状先端部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法およびその製造用金型は、金型に設けたカッターで、材料が硬化完了するまでの間に、成形品の外周部となる部分をカットするように打抜くため、成形後のバリ除去作業が実質的に不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る燃料電池セパレータの製造方法およびその製造用金型の好適な実施の形態について、図を参照して、以下に説明する。
なお、本発明は以下の実施の形態例に何ら限定されるものではない。また、各図において、構造を判りやすくするため、セパレータ固有の溝は表示しておらず、溝の説明も省略している。また、本発明は溝の有無によって何ら限定されるものではない。
【００２０】
まず、本発明の実施の形態の第一の例に係る燃料電池セパレータの製造方法および燃料電池セパレータ製造用金型（以下、単に方法および金型ということがある。）について、圧縮成形タイプの金型を用いる場合を例にとって、図1〜図５を参照して説明する。なお、本発明の実施の形態は、後述する第二の例および第三の例も含め、圧縮成形タイプに限らず、射出成形、射出圧縮成形あるいはトランスファー成形等の流動性の高い材料の成形に用いるいずれのタイプにも適用可能であり、材料の流動性の程度等に応じて適宜成形方法および金型種類のタイプを選択することができる。
【００２１】
本発明の実施の形態の第一の例に係る金型１０は、図１に概略構成を示すように、上金型１２、中金型１４および下金型１６で構成される。型締めした状態の上金型１２、中金型１４および下金型１６の内部に成形材料（以下、単に材料という。）を充填して成形するための製品が成形される箇所（成形材料の成形箇所、キャビテイ）１８が形成される。
下金型１６の上面と中金型１４の下面の間および中金型１４の側面と上金型１２の側面の間には、構造上不可避的要素を含むとともに、主に成形時に余剰の材料が、製品が成形される箇所１８から外部に押し出される隙間（第二の隙間）４１および隙間（第一の隙間）４２が、それぞれ、製品が成形される箇所１８に連通して形成される。本実施の形態例では、好ましくは、隙間４２よりも、隙間４１を大きく形成している。各隙間４１、４２の間隙（幅）の大きさおよび両者の大きさの比は、後述するように、過剰の材料の大半を、隙隙間４１の方に抜くのに必要な限度および金型の機械構造上の限度で適宜設定される。なお、これに限らず、通常の隙間を有する金型を用いてもよい。
【００２２】
下金型１６には、成形品の外周部に位置する箇所にスリット状の隙間２０が設けられ、隙間２０には、例えば刃物状先端部を有するカッター２４を備えた外周部打抜き部材（カッター部材）２３を内蔵している。外周部打抜き部材２３は、図示しない駆動機構によって、図１中、上下動する。隙間２０は、外周部打抜き部材２３を円滑に動作させることが可能な範囲で極力狭い幅に設定される。
外周部打抜き部材２３は、本実施の形態例とは逆に、上金型１２に設けてもよい。また、カッター２４の長さを小さくして、下金型１６および上金型１２の双方に設けてもよい。なお、図１を始めとする全図において、理解を容易にするために、金型構造のうち外周部打抜き部材２３に細かいハッチング模様を施し、また、材料（後述する図２中、参照符号２６で示す。）に荒いハッチング模様を施し、バリ（後述する図３中、参照符号４６、４７で示す。）を黒く塗りつぶすが、他は白抜き表示する。
外周部打抜き部材２３を上下動させる駆動機構は、金型１０や金型１０に付帯する設備に設置した上下動装置等を用いることができる。また、駆動方法は、手動、油圧、電動、空気圧あるいはその他の適宜の方法を用いることができる。
【００２３】
金型１０を用いた燃料電池セパレータの製造方法について以下説明する。
【００２４】
図1に示した、材料を金型１０内の製品が成形される箇所１８に供給する前の状態において、金型１０は、上下動する外周部打抜き部材２３が、製品が成形される箇所１８の外周部から後退してスリット状の隙間２０の内部、言い換えれば下金型１６の内部に収容されている。
【００２５】
そして、カッター２４の刃物状先端部、より正確には、刃物状先端部の頂部は、下金型１６の製品が成形される箇所１８の外周部に向いた内面とほぼ同一面上に位置している。
【００２６】
ついで、図２に示すように、上金型１２を開いて、成型材料（以下、単に材料という。）２６を下金型１６に供給し、所定量を充填する。
材料２６は、例えば、黒鉛と熱硬化性樹脂を主成分とするタブレット品を用いるが、主成分および形状のいずれも、これに限定するものではない。
このとき、材料２６は、常温で取り扱ってもよく、また、予熱したものを用いてもよい。また、材料２６としてタブレット、ペレット、顆粒状材料等を用いる場合、金型全体に、または中央部に嵩高に配置してもよい。タブレット等の個数も１ケに限らず複数個充填してもよい。なお、材料２６の流動性が低い場合は、材料２６として例えば粉体を用い、金型１０の製品が成形される箇所１８全体に均一に充填し、セパレータの溝形状や厚み段差に応じて、不要材料の除去や、材料の追加充填を行うことが望ましい。
【００２７】
材料２６を下金型１６に充填した後、図３の部分拡大図に示すように、上金型１２を締めて、適宜の手段で加熱された金型１０を介して材料２６を加熱する。この際に、下金型１６と中金型１４の隙間４１（図１参照。）に余剰の材料（図３中、参照符号４６で示す。）が流出する。この余剰の材料は、通常、成形後に成形品のバリとなる部分である。同様に、中金型１４と上金型１２の隙間４２(図１参照)にも余剰の材料（図３中、参照符号４７で示す。）が流出する。
このとき、余剰の材料は、大半が、間隙の大きな隙間４１の方に流出する。
【００２８】
材料２６を金型１０に供給開始した以降、図４の部分拡大図に示すように、材料２６の硬化が完了するまでの間に、望ましくは、材料２６を充填した後、上金型１２を締めた直後に、外周部打抜き部材２３を上動させて、製品が成形される箇所１８（図１参照。）内、言い換えれば材料２６内の成形品の外周縁となる部分と隙間４１、言い換えれば、余剰の材料４６との境界にカッター２４を進入させて、成形品となる部分の材料２６と成形品のバリとなる部分の余剰の材料４６を分離する。
【００２９】
外周部打抜き部材２３を材料２６に進入させて成形品のバリとなる部分を除去した後、外周部打抜き部材２３を材料２６から後退させて再び隙間２０内に収容する。そして、さらに加熱、圧縮し、成形を完了する。なお、外周部打抜き部材２３を材料２６から後退させるタイミングは、材料２６がほぼ硬化した時点から、成形品（セパレータ）を取出す前までに、後退が完了していればよい。材料２６の硬化が不充分な状態で外周部打抜き部材２３を後退させると成形品の外周部が変形する。成形品を取出す時に外周部打抜き部材２３が成形品に進入したままであると、離型が難しくなる。
【００３０】
成形完了後、図５に示すように、金型１０を分解、型開きして成形されたセパレータ３０を取り出す。このとき、外周部打抜き部材２３をセパレータ３０から引き抜いた状態でセパレータ３０を金型１０から取り出すため、取り出し作業を容易に行うことが出来る。
なお、この場合、金型１０を分解する代わりに図示しない突出ピンでセパレータ３０を押し出す構造としてもよい。また、セパレータ３０の離型が容易なときは、外周部打抜き部材２３を下金型１６内に後退させる工程を省略して、外周部打抜き部材２３を製品が成形される箇所１８内に突出させた状態のままとしてもよい。
【００３１】
また、セパレータ３０の離型を容易にするために、外部離型剤を用いてもよい。外部離型剤の種類は、シリコン系、フッ素系、ワックス類、金属石鹸類、ステアリン酸類等公知のものを使用できる。外部離型剤の塗布方法は、固形や粉体、顆粒状のものを直接塗布するする方法やスプレー塗布する方法等の適宜の方法を用いることができる。
【００３２】
金型１０から取り出したセパレータ３０の外周部には、セパレータ３０の面方向に発生するバリはない。また、セパレータ３０の厚み方向にもバリは実質的に発生しない。なお、セパレータ３０の厚み方向にわずかに残ったバリは、カッター処理、打ち抜き、ドリル処理、サンッドブラストあるいはショットピーニング等の通常のバリ除去方法により簡易に除去できる。
【００３３】
つぎに、本発明の実施の形態の第二の例に係る燃料電池セパレータの製造方法および燃料電池セパレータ製造用金型について、第一の例と同様に圧縮成形タイプを例に取り、図６〜図９を参照して説明する。
【００３４】
本発明の実施の形態の第二の例に係る圧縮成形タイプの金型１０ａは、図６に概略構成を示すように、第一の例に係る金型１０と基本的に同様の構成となっている。
第一の例と異なる点は、外周部打抜き部材２３の位置が、材料２６の成形品の外周縁となる部分よりも内側に位置していることにある。即ち、金型１０ａの製品が成形される箇所１８の寸法を所定の成形品寸法より若干大きく作成しておき、この正規の寸法よりも大きな材料２６の成形品の外周縁となる部分よりも内側で、正規の成形品寸法に外周部打抜き部材２３で打抜く。正規の寸法より大きく金型を作る際の寸法は、特に制約を受ける物ではないが、０.２ｍｍ以上１０ｍｍ以内であることが望ましい。より望ましくは０.２ｍｍ以上５ｍｍ以内である。０.２ｍｍより小さいと、中金型と上金型の隙間に発生するバリの寸法より小さい場合があり、確実に中金型と上金型の隙間に発生するバリを除去出来ない。１０ｍｍより大きいと、打抜く材料が多くなり材料が無駄になるばかりでなく、成形機能力も余分に大きなものが必要となる。
【００３５】
また、カッター２４の刃物状先端部は下金型１６ａの製品が成形される箇所１８に進入するように設けてもよい。その時の進入長さは成形品厚みより０.１ｍｍ少ない長さ以内である。好ましくは０.２ｍｍより少ない長さ以内である。進入長さが成形品厚みより０.１ｍｍより少ない長さ以上であると、上金型を高圧力締める際に外周部打抜き部材２３に当たり、外周部打抜き部材２３を破損する場合がある。
【００３６】
図６の金型１０ａの状態から、上金型１２ａを開いて、材料を下金型１６ａに供給し、所定量を充填する。
材料２６を下金型１６ａに充填した後、図７の部分拡大図に示すように、上金型１２ａを閉めて、適宜の手段で加熱された金型１０ａを介して材料２６を加熱する。
材料２６を金型１０ａに供給開始した以降、図８の部分拡大図に示すように、材料２６の硬化が完了するまでの間に、望ましくは、材料２６を充填した後、上金型１２ａを締めた直後に、外周部打抜き部材２３を上動させて、製品が成形される箇所１８ａ（図６参照。）内、言い換えれば材料２６内の成形品の外周縁となる部分と隙間４１、言い換えれば、余剰の材料４６との境界にカッター２４を進入させて、正規の寸法の成形品となる部分の材料２６とその周辺の余剰の材料を分離する。
【００３７】
なお、上記した成形品の厚みより０.１ｍｍ少ない長さ以内に外周部打抜き部材２３の先端部を下金型１６ａの製品が成形される箇所１８に進入させてもよいが、その際のタイミングは、材料２６の硬化が完了する前であればいつでもよい。例えば、材料２６を充填した直後にあるいはさらにその前の時点である材料供給を開始した後に、あるいはさらにその前の時点である材料供給を開始する前に、カッター２４の刃物状先端部を製品が成形される箇所１８に進入させてもよい。
また、いずれの場合も、上金型１２ａを閉め、規定の成形圧力をかけた後は、速やかに外周部打抜き部材２３の進入を終了させることが望ましい。
【００３８】
外周部打抜き部材２３を材料２６に進入させて成形品３０の下金型と中金型の間に発生するバリ、及び中金型と上金型の間に発生するバリの除去が完了した後、外周部打抜き部材２４を成形品３０から後退させる。
外周部打抜き部材２３を材料２６に進入させて成形品のバリとなる部分を除去した後、外周部打抜き部材２３を材料２６から後退させる。
【００３９】
成形完了後、図９に示すように、金型１０ａを分解、型開きして成形されたセパレータ３０を取り出す。
【００４０】
金型１０ａから取り出したセパレータ３０の外周部には、セパレータ３０の面方向および厚み方向のいずれの方向にも、バリはない。
【００４１】
なお、金型１０ａの下金型１６ａに加えて、上金型１２ａに上下動可能な外周部打抜き部材を設置してもよいが、金型構造が複雑になる。
【００４２】
つぎに、本発明の実施の形態の第三の例に係る燃料電池セパレータの製造方法および燃料電池セパレータ製造用金型について、他の例と同様に圧縮成形タイプを例に取り、図１０および図１１を参照して説明する。
本発明の実施の形態の第三の例に係る金型１０ｂは、下金型１６ｂに設けられた外周部打抜き部材２４と対向する上金型１２ｂの外周部打抜き部材２４に対応する箇所に、補助外周部打抜き部材（外周部打抜き部材部）８４を設ける点が第二の例に係る金型１０ａと異なる。なお、第一の例に係る金型１０に、補助外周部打抜き部材８４を設置することも好適である。
【００４３】
金型１０ｂは、図１０に示すように、下金型１６ｂに第二の例に係る金型と同様の先端部が刃物状の外周部打抜き部材２４が設けられるとともに、製品が成形される箇所１８を介して外周部打抜き部材２３と対向する位置の上金型１２ｂの箇所に、固定した、例えば刃物状の補助外周部打抜き部材８４を設ける。補助外周部打抜き部材８４の高さは、外周部打抜き部材２３のカッター２４と補助外周部打抜き部材８４の成形品が成形される箇所１８にあらかじめ進入させておく長さの合計が、製品が成形される箇所１８の高さ、言い換えれば材料２６の厚みよりも０.１ｍｍより少ない値の範囲であれば、特に制限されるものではないが、離型時に補助外周部打抜き部材８４に成形されたセパレータが固着しない程度の適度の寸法に補助外周部打抜き部材８４の高さを設定するため、望ましくは１ｍｍ以内、より望ましくは０.７ｍｍ以内である。
【００４４】
図１１に示す様に、上金型１２ｂを締めて成形を開始すると、下金型１６ｂの外周部打抜き部材２３は第二の例の外周部打抜き部材２４と同様な動きをしてカッター２４が材料２６に進入し、このとき、上金型１２ｂの補助外周部打抜き部材８４もカッター２４と反対側から材料２６に進入する。そして、材料２６の内部でカッター２４および補助外周部打抜き部材８４が突き当たることで、材料２６の成形品となる部分の外周の余剰の材料２６が除去される。
なお、本実施の形態例とは逆に、上金型にカッターを設け、下金型に固定した補助孔あけ部材を設けてもよい。
【００４５】
つぎに成形材料２６について、さらに詳細に説明する。
【００４６】
材料２６の原料は、特に限定するものではないが、黒鉛紛と樹脂とを混合、混練したものを好適に用いることができる。
使用する黒鉛粉は高い導電性を示すものであれば特に制限はなく、例えば、メソカーボンマイクロビーズなどの炭素質を黒鉛化したもの、石炭系コークスや石油系コークスを黒鉛化したもの、ホウ素、珪素、鉄およびこれらの化合物等の触媒作用で黒鉛化したもの、等方性黒鉛のような特殊炭素材料、天然黒鉛やキッシュ黒鉛等を用いることができるほか、さらに黒鉛電極の加工粉や導電性カーボンブラック等も用いることができる。
また、材料２６の原料である黒鉛に代えて、ガラス状炭素や等方性炭素等の硬質炭素材等の他の炭素（炭素材料）を用いることもできる。
【００４７】
これらの黒鉛粉を単独でまたは２種以上を重量比で４０：６０〜９０：１０、好ましくは７０：３０〜８０：２０の割合で混合して使用することができる。また、２種以上の粒度分布を有する黒鉛粉を使用してもよく、例えば平均粒径５０〜３００μｍの大粒径黒鉛粉と、平均粒径５０μｍ未満、好ましくは５〜２０μｍの小粒径黒鉛粉とを重量比で４０：６０〜９０：１０、好ましくは７０：３０〜８０：２０の割合で配合してもよい。
【００４８】
樹脂は、耐熱性で、混練可能な程度に低粘度である樹脂であれば特に制限はなく、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも使用できる。
【００４９】
熱硬化性樹脂は、例えばフェノール樹脂、フルフリルアルコール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の樹脂を使用することができる。樹脂粘度については、黒鉛粉をできるだけ多量に混練させて導電性を高めるためには低粘度であることがよく、例えばエポキシ樹脂は、樹脂単独であるいは硬化剤等が配合される場合は配合された状態で、１５０℃における粘度が１〜５００ｍPa・sであり、２５℃において固体又は３Pa・s以上の粘度であることが好ましい。なお、エポキシ樹脂硬化促進剤としては、アミン類、イミダゾール類、ウレア類、有機ホスフィン類、ルイス酸等の公知の促進剤が使用できる。
【００５０】
熱可塑性樹脂は、例えばポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール等を使用することができる。
【００５１】
樹脂原料と、黒鉛粉もしくは必要に応じて黒鉛粉のほかに配合する硬化剤等を含む原料の配合割合は、樹脂に対して黒鉛粉等は２〜１５倍量であることが、必要な導電性を与える観点から好ましい。樹脂が多すぎても、少なすぎても固有抵抗が増大するので、より好ましくは３〜８倍量の範囲にするとよい。一般に、樹脂の割合が多すぎると黒鉛粉同士の接触が阻害されて導電性が低下し、少なすぎると所定の強度を有する成形体が得られなくなる傾向となる。なお、黒鉛粉と樹脂の混合は、これらを同時に混合してもよく、２種類以上の粒度分布を有する黒鉛粉を使用する場合には、その黒鉛粉を事前に混合したのち、樹脂と混合してもよい。
【００５２】
また、黒鉛粉と樹脂の他に、改質用添加剤及び他の導電性フィラー等を本発明の効果を妨げない範囲で配合することもできる。
【００５３】
改質用添加剤としては、流動パラフィン等の液体、あるいは、カルナバワックス、低分子量ポリエチレンワックス、ステアリン酸類等の粉体状離型剤、酸化防止剤、可塑剤、その他の各種添加剤が挙げられる。また、界面活性剤や親水性樹脂等の親水性を補助する添加剤を本発明の効果を妨げない範囲で併用してもよい。
【００５４】
材料は、各原料を混錬した後において平均粒径５０μｍ以下、特に２０〜４０μｍに解砕又は粉砕することが好ましい。材料をタブレット化する際は、タブレット化装置に掛かりやすい形状に混練後に調整してもよい。その調整方法は、粉砕、解砕等、特に制約を受けるものではない。
【００５５】
黒鉛粉と樹脂とを混練してなる粉粒体は、所定の粒度分布に調整するとよく、その粒度分布をロジンラムラー分布（Rosin-Rammler’s
distribution）の式：
Ｒ＝１００ｅｘｐ(−ａｄｎ)
（式中、Ｒは分布量累積値の篩上（％）、ｄは粒径（μｍ）、aは定数を示す。）で表したとき、ｎの値が１．２〜２．０、特に１．３〜１．６の範囲にすることが好ましい。この場合の粒度測定は篩分け法による。ロジンラムラー分布の式において、粉粒体が正規分布をとるとき、ｎは分布の広狭を示し、ｎが大きいほどシャープな分布を示す。ｎの値が１．２未満であると、分布が広すぎて大粒子が含まれ成形品の表面に荒れが生じる傾向となり、一方ｎの値が２．０を超えると、分布がシャープになって比重が上がらず、抵抗が高くなる傾向となる。尚、ｎ値の制御は、分級条件、粉砕機やその運転条件を選定することにより可能である。
【００５６】
つぎに、上記の材料を用いるときの成形条件について、さらに説明する。
【００５７】
金型温度は、エポキシ樹脂系の材料を例に取れば、５０〜２５０℃好ましくは８０〜２１０℃とする。このとき、金型温度を一定に保持して材料充填から成形品取出しまで行う方法や、材料充填時や製品取り出し時に金型温度を下げる方法を採用してもよい。
成形時間は、０.５〜２０分好ましくは１〜１０分である。
成形圧力は、５０〜１０００ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは、１００〜７００ｋｇ／ｃｍ2である。
【００５８】
本実施の形態に係る製造方法および金型によれば、成形が完了した時点で、成形品外周部のバリとなる部分が除去されたセパレータを得ることができる。
例えば、嵩密度１．８０ｇ／ｃｍ２以上、固有抵抗１００ｍΩｃｍ以下、曲げ強度３０ＭＰa以上、気体透過率１×１０−１４ｃｍ２以下の物性を備え、さらに厚み精度（ばらつき）１００μｍ以下であり、且つ外周部にバリのない極めて優れた物性を示すセパレータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本実施の第一の例に係る金型の概略図である。
【図２】本実施の第一の例に係る金型において成形材料を充填したときの状態を示す概略図である。
【図３】本実施の第一の例に係る金型を型締めたときの状態を示す概略図である。
【図４】本実施の第一の例に係る金型で成形品外周に発生するバリを打抜いた状態を示す概略図である。
【図５】成形後、本実施の第一の例に係る金型を型開きした状態を示す概略図である。
【図６】本実施の第二の例に係る金型の概略図である。
【図７】本実施の第二の例に係る金型を型締めたときの状態を示す概略図である。
【図８】本実施の第二の例に係る金型で成形品外周に発生するバリを打抜いた状態を示す概略図である。
【図９】成形後、本実施の第二の例に係る金型を型開きした状態を示す概略図である。
【図１０】本実施の第三の例に係る金型の概略図である。
【図１１】本実施の第三の例に係る金型で成形品外周に発生するバリを打抜いた状態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、１０ａ、１０ｂ  金型
１２、１２ａ、１２ｂ  上金型
１４、１４ａ、１４ｂ  中金型
１６、１６ａ、１６ｂ  下金型
２３  外周部打抜き部材
２４  カッター
２６  材料
３０  セパレータ
４１  下金型と中金型の隙間
４２  上金型と中金型の隙間
４６  下金型と中金型の隙間に発生した余剰の材料
４７  上金型と中金型の隙間に発生した余剰の材料
８４  補助外周部打抜き部材
【図１】
2006244778.tif 000003
【図２】
2006244778.tif 000004
【図３】
2006244778.tif 000005
【図４】
2006244778.tif 000006
【図５】
2006244778.tif 000007
【図６】
2006244778.tif 000008
【図７】
2006244778.tif 000009
【図８】
2006244778.tif 000010
【図９】
2006244778.tif 000011
【図１０】
2006244778.tif 000012
【図１１】
2006244778.tif 000013